Motorklep: wat is de functie ervan?
De klep van de verbrandingsmotor is een belangrijk onderdeel van de kleppentrein in een zuigermotor.
In dit artikel zullen we kort kijken naar de functie van de klep van een verbrandingsmotor en wat deze benadrukt.
Inhoud
Hoe werkt een motorklep?
De nokkenas bestuurt de kleppen. Als de nokkenas draait, begint de nok tegen de klepstoter te lopen, waardoor de klepveer wordt ingedrukt, en dankzij dit begint de klep te openen. De klep is echter gesloten als de nok de stoter niet raakt.
Nokkenas: hoe het werkt en wat u er nog niet van wist?
De klepkop zit dus op de klepzitting en sluit zo de verbrandingskamer af. Wanneer de klep opent, strekt de kop zich weer uit in de verbrandingskamer. Er zijn ten minste twee kleppen voor elke cilinder van een zuigerverbrandingsmotor, één inlaat en één uitlaat.
De meeste moderne motoren van vandaag hebben meer kleppen, meestal vier kleppen per cilinder, waarvan twee inlaat- en twee uitlaatkleppen. Sommige motoren hebben een oneven aantal kleppen per cilinder. Eén daarvan is de bekende 1.8T 20v-motor, die drie inlaatkleppen en twee uitlaatkleppen heeft.
Constructie van motorkleppen
Een motorklep bestaat uit een kop en een steel. De klepkop is het breedste deel van de klep en vormt een plaat. De klepsteel is een versmald deel dat lijkt op een spijker zonder kop. De kop van de inlaatkleppen is doorgaans groter dan die van de uitlaatkleppen, of bij een oneven aantal kleppen is het aantal inlaatkleppen groter dan het aantal uitlaatkleppen.
De prioriteit is om te zorgen voor voldoende vulling van de cilinder. Daarom wordt de grootte van de inlaatkleppen gemaximaliseerd ten koste van de uitlaatkleppen. De uitlaatgasdruk in de cilinder is voldoende op het moment dat de uitlaatklep opent om een goede lediging van de cilinder te garanderen.
De klepsteel moet zo kort mogelijk zijn zodat het gewicht van de klep niet onnodig toeneemt en het is tevens de plek waar de warmte van de klep wordt afgevoerd. De steel is een van de twee plaatsen waardoor warmteafvoer uit de klep wordt gewaarborgd, en daarom kan de diameter ervan oplopen tot 30% van de diameter van de klepzitting.
Motorvermogen en koppel: welke van deze parameters is belangrijker?
De schuine hoek van het kleplageroppervlak van de verbrandingsmotor bedraagt meestal 45°. Onder deze hoek wordt een goede dichtheid bereikt. Sommige motoren hebben echter inlaatkleppen met een schuine hoek van het landingsoppervlak van 30 °. Een kleinere schuine hoek van het kleplageroppervlak verbetert de vulling van de cilinder en daarmee de prestaties van de motor.
Waar moet een motorklep aan voldoen?
De motorklep wordt mechanisch en thermisch extreem belast.
- Mechanisch wordt de klep belast door de druk van het rookgas in de verbrandingskamer, traagheidskrachten en wrijving.
- Thermisch wordt de klep belast door de hoge temperatuur in de verbrandingskamer.
De thermische belasting is ongelijkmatig, wat thermische spanningen veroorzaakt. Een ongelijkmatige thermische belasting heeft invloed op bepaalde eisen die aan het ontwerp van de kleppen worden gesteld. Andere eisen die het ontwerp van de kleppen beïnvloeden, vloeien voort uit het ontwerp van de verbrandingsmotor.
Zeer hoge temperaturen belasten de motorkleppen en de klepzitting of klepsteel wordt gebruikt om deze warmte af te voeren. Voor een betere warmteoverdracht van de klepkop naar de steel is de holte in de klep gevuld met een materiaal, meestal natrium, dat vloeibaar is bij werktemperatuur.
De holte wordt echter slechts gedeeltelijk gevuld, wat ervoor zorgt dat wanneer de klep beweegt, de interne ruimte wordt gewassen en dus een betere warmteoverdracht van de klepkop naar de steel ervan plaatsvindt.
Bij grotere kleppen kan de klepkop ook hol zijn. Uitlaatkleppen worden veel meer thermisch belast dan inlaatkleppen, daarom zijn ze gemaakt van hoogwaardigere en duurzamere materialen.